аркбутаны и контрфорсы готического собора
Каркасная система готической архитектуры
Каркасная система готической архитектуры — совокупность конструктивных строительных приемов, появившаяся в готике, которая позволила изменить распределение нагрузки в здании и заметно облегчить его стены и перекрытия. Благодаря данному изобретению архитекторы средневековья смогли значительно увеличить площадь и высоту возводимых сооружений.
Основными элементами конструкции являются контрфорсы, аркбутаны и нервюры.
Содержание
Характеристика
Главной и в первую очередь бросающейся в глаза чертой готических соборов является их ажурная структура, представляющая собой резкий контраст массивным конструкциям предшествующей романской архитектуры.
Распределение нагрузки
Техническим прорывом архитекторов готики явилось их открытие нового способа распределения нагрузки. (Любое свободностоящее здание испытывает два вида нагрузок: от собственного веса (включая перекрытия) и погодные (ветер, дождь, снег). Затем оно передает их вниз по стенам — к фундаменту, нейтрализуя затем в земле. Именно поэтому каменные здания строятся более основательно, чем деревянные, так как камень, будучи тяжелее древесины, подвергается большей угрозе обрушения в случае ошибки в расчетах). В романской архитектуре, отчасти являющейся наследницей древнеримской, несущими частями здания были все стены целиком. Если архитектор желал увеличить размер свода, то таким образом увеличивался и его вес, и стену приходилось утолщать, чтобы она могла выдержать вес такого свода.
| Романика | Готика |
|---|---|
 |  |
| Нагрузку передают стены по всей длине собора | Нагрузку передают элементы каркасной конструкции, равномерно распределенные по периметру здания |
| Колонны не имеют особенного значения | Колонны вместе с контрфорсами и аркбутанами — главные несущие элементы здания |
| Толстые массивные стены, толщиной в несколько метров, несут нагрузку | Тонкие стены, возведенные между колоннами, являются ненесущими перегородками |
| Небольшие объемы здания | Собор может иметь колоссальный размер |
| Потолки не очень высокие | Своды очень высокие |
| Окна небольшие, так как прорезают несущую стену и не должны уменьшать ее несущую способность | Окна могут занимать весь простенок между колоннами, вместо перегородки |
| Все помещения разграничены между собой массивными стенами, простенками и колоннами | Помещения визуально объединены в одно целое благодаря тонкости опорных колонн |
Новаторство технического решения состояло в следующем: свод перестали опирать на сплошные стены здания, массивный цилиндрический свод заменили ажурным нервюрным крестовым (см. ниже), давление этого свода передается нервюрами и арками на столбы (колонны). Возникающий таким образом боковой распор воспринимается аркбутанами и контрфорсами.
Таким образом, конструкция сильно облегчается за счет перераспределения нагрузок. Прежде несущая, толстая стена превратилась в простую легкую «оболочку», чья толщина больше не влияла на несущую способность здания. Из толстостенного здания собор превратился в тонкостенный, но зато «подпертый» по всему периметру надежными и элегантными «подпорками».
Кроме того, готика отказалась от полуциркульной, обычной арки, заменяя её везде, где только можно стрельчатой. Использование стрельчатой арки в сводах позволяло уменьшить их боковой распор, направляя значительную часть давления прямо на опору — причем, чем выше и заостреннее арка, тем меньше она создает боковой распор на стены и опоры. Массивный свод заменился ребристым сводом, эти ребра—нервюры диагонально перекрещивались и воспринимали нагрузку. Пространство между ними заполнялось простой запалубкой — легкой кладкой кирпича или камня.
Система аркбутанов и контрфорсов
Вы будете перенаправлены на Автор24
Сущность каркасной системы готической архитектуры
Под каркасной системой готической архитектуры понимается совокупность конструктивных строительный приемов, появившихся в готике. Данная каркасная система позволила определенным образом распределить нагрузки в здании и заметно облегчить его стены и перекрытия.
Благодаря каркасной системе готической архитектуры средневековым архитекторам удавалось значительно увеличить площадь помещений и высоту возводимых зданий.
Ключевыми элементами готической каркасной системы являются такие конструкции, как:
Контрфорс – вертикальная конструкция, представляющая собой либо часть стены, т.е. вертикальное ребро, либо отдельно стоящую опору, которая связывается со стеной основного здания при помощи аркбутана.
Аркбутан – наружный каменный элемент в каркасе готической архитектуры, передающий горизонтальное усилие, называемое распором, на опорную колонну или столб, располагающийся за пределами основного здания.
Рисунок 1. Аркбутаны и контрфорсы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Нервюры – вертикальные ребра в конструкции готического каркаса. Данные ребра входят в состав крестового готического свода. Их применение в совокупности с контрфорсами и аркбутанами позволяет значительно облегчить конструкцию свода, уменьшить его вертикальное давление.
Одной из главных черт каркасной системы готической архитектуры является её ажурная структура, которая представляет собой резкий контраст массивных конструкций с предшествующими элементами.
История возникновения контрфорсов
Конструкция контрфорса характерна для архитектуры эпохи средневековья. Эти опоры стали одним из главных элементов романского направления в архитектуре, а после перекочевали и в готический стиль. В эти времена контрфорсы проектировались вокруг всего сооружения и представляли собой своеобразные устои, заделанные в стены с внешней стороны здания и расположенные на некотором удалении друг от друга. Данные конструкции сооружались в тех местах, где было предусмотрено опирание на конструкцию наружной стены подпружных арок сводов.
Готовые работы на аналогичную тему
Наиболее важное значение с точки зрения функциональной составляющей контрфорсы приобрели во время развития готической архитектуры. Сооружения этого периода характеризовались высокими стенами, несущая способность которых оставляла желать лучшего из-за больших оконных проемов. В этой связи конструкцию контрфорсов было решено сделать существенным элементом сооружений периода готической архитектуры. В первых таких зданиях контрфорсы возводились вплотную к наружной стене сооружения, как и в романской архитектуре. Позднее, с развитием зодчества, их стали возводить на некотором удалении от конструкции стены, при этом соединяя с ней аркбутанами. Разрез контрфорсов получил многоугольную форму, а его поверхность стала архитектурным украшением, предусматривающим общую концепцию с орнаментацией здания. Вершина контрфорса представляла собой остроконечное увенчание в форме пинаклей.
В эпоху Ренессанса, с возвращением к античным формам в архитектуре, контрфорсы практически перестали применяться при строительстве новых сооружений. Им на смену пришли группы колонн, способные выполнять роль стеновых подпор, а также декорированные полуколоннами выступы стен (пилястры). Примечательно, что контрфорсы, при необходимости, применяются в инженерном проектировании и в наше время.
Рисунок 2. Аркбутаны. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Стоит упомянуть об угловом контрфорсе, который представляет собой продолжение стен за пределы сооружения на углах. Таким образом в плане сооружение выглядело как крест. Диагональным контрфорсом называют опору, возводимую на углу постройки таким образом, что она образует с вертикалью угол 135 градусов.
Применение контрфорсов и аркбутанов
Техническим прорывом зодчих во времена готики являлась разработка нового способа распределения и передачи нагрузки. (Любое сооружение воспринимает два типа нагрузок – от собственного веса и погодные (от ветра, дождя, снега). Несущие элементы здания передают эти нагрузки вниз – к фундаменту, а фундамент распределяет их по грунтовому основанию). В этой связи каменные здания возводятся более основательно, чем деревянные. Камень представляет большую опасность при обрушении, чем древесина, поэтому расчетному этапу здесь должно уделяться особое внимание.
Средневековые зодчие предположили, что вес и давление каменной или кирпичной кладки можно сконцентрировать в определенных точках, и если определенным образом организовать «поддержку» их в этих местах, другие элементы сооружения можно облегчить, ведь они в таком случае не будут являться несущими. Так возник готический каркас, включающий в себя систему аркбутанов и контрфорсов, хотя предпосылки для его появления возникли гораздо раньше. Считается, что данный конструктивный прием, правда, несколько видоизмененный, фигурировал в романском крестовом своде. Романские зодчие в определенных ситуациях выкладывали швы между распалубками крестовых сводов выступающими наружу камнями. Однако, такие швы в данном случае несли исключительно декоративное значение, а свод по-прежнему оставался тяжелым и массивным.
Новаторство готического каркаса заключалось в следующем: свод больше не опирается на сплошные несущие конструкции стен здания. Массивный свод цилиндрической формы заменяют ажурными нервюрными крестовыми сводами, нагрузка от такого свода воспринимается нервюрами и арками. Боковой распор воспринимается в данном случае системой аркбутанов и контрфорсов.
Полученный нервюрный свод был гораздо легче романского, ведь было уменьшено вертикальное давление и горизонтальное усилие. Своими пятами нервюрный свод опирался на колонны, а не на стены. Распор такой конструкции был четко выявлен и локализован в небольшой области. Любому строителю было ясно, в каком месте и каким образом данное усилие должно быть «погашено».
Архитектурные готические элементы
Элементы готического собора определяют его образ. Собор Кельна (Kölner Dom) (1248-1437 гг, 1842-1880 гг.)
Основным готическим элементом, определяющим величественный образ соборов, является каркасная система несущей конструкции здания, благодаря которой стал новый способ распределения нагрузки.
Каркасная система возникла на основе крестового свода романского периода: зодчие того периода иногда между распалубками крестовых сводов выкладывали каменные «ребра», выступающие наружу. В то время подобные ребра имели декоративное значение. Готические архитекторы внесли новаторскую идею, задавшую общую тенденцию стилю: ребра, служившие для украшения романских зданий, превратились в нервюры, которые составили основу каркасной системы. Массивный романский свод сменился ребристым сводом из диагонально перекрещивающихся ребер-нервюр. Пространство между ребрами заполняли легкой кладкой из камня или кирпича.
Нервюры свода в церкви Сан-Франциско в Ассизи.
Нервюрный свод позволял перекрывать пространства неправильной формы, и, кроме того, усадка грунта, которая была характерна для романских зданий, готическим зданиям была не страшна. Благодаря нервюрному своду уменьшился боковой распор и вертикальная нагрузка. Свод перестал опираться на стены зданий, он стал легким и ажурным за счет перераспределения нагрузок. Толщина стен уже не влияла на несущую способность здания. В результате из толстостенного массивного сооружения, благодаря новым готическим элементам, здания превратились в тонкостенные. Давление от свода передавалось на столбы-устои, колонны, перераспределяя боковой распор со стен на архитектурные готические элементы: аркбутаны и контрфорсы.
Архитектурные готические элементы.
Иногда внутри собора для ряда мероприятий устраивают газон.
Готические колонны также могли представлять собой пучок тонких колонн, монолитно соединенных с основным устоем. В некоторых сооружениях опоры устанавливали под каждый конструктивный элемент, например, составляли несколько колонок в виде трилистника, как в церкви Сент-Урбан в Труа (под три вала одной нервюры). Такое разделение нагрузки путем установки колонн под архитектурные элементы характерно для строений 14 века. В церкви Сен-Назэр в Каркассоне, архитекторы готическую колонну сделали вертикальным продолжением нервюры, а ее поверхность украсили фестонами. Нервюра и колонна получают многоугольные профили для увеличения прочности.
Церковь Сан-Назэр. Каркассон. 13-15 вв.
Витраж кафедрального собора Реймса.
Готические окна заполняли практически всю поверхность стен. Окна в готике украшали разноцветными витражами, что еще больше усиливало эффект присутствия «Божественного света» в помещении храма. Красные, фиолетовые и синие тона витражей создавали эмоциональный подъем, стремление к духовности. К концу 12 века Франция превратилась в «витражную мастерскую»: считается, что здесь находится половина всех средневековых витражей Европы — около 150 000 кв. м. Формы готических окон разнообразны: стрельчатые окна, окна-розы, окна-медальоны круглые, четырехугольные, эллиптические с изображением исторических сюжетов. Рассмотрим особенности окна-розетки. У окна-розы (розетки) прообразом было античное круглое отверстие в стене, которое превратилось в романский период в окно на западной стене храма. Первые окна-розы появились во французском зодчестве после крестовых походов, около 1200 года, и очень быстро стало популярным среди архитекторов Франции, особенно на севере страны. В течение 12 века круглые окна-розы увеличивались в размерах, пока не достигли ширины нефа. Розу застекляли витражом. Устанавливали такое готическое окно обычно на западном фасаде, над центральным порталом. Перекладины окна-розы составляли радиальный узор из серии расходящихся от центра узоров. Готическое окно-роза являлось религиозным и философским символом единства мироздания, равновесие, печать Соломона. Геометрия окна-розы проявлялась в точном размещении каждого элемента фигуры, центра, концентрических перегородок. Встроенные перегородки окна в виде треугольников, квадратов, звезд, кругов символически указывают на соединение материи и духа, небесного и земного, конечного и бесконечного, вечного и смертного. Считалось, что геометрия окон-розеток основана на взаимозависимости элементов, «ряде Фибоначчи», золотом сечении.
Готические окна внесли особый вклад в «одушевление» искусства готики благодаря витражам, создающим игру света внутри храма. Богословы того времени считали, что витражи способны просветлять человека и удерживать его от дурных поступков. Витраж составляли из кусочков стекла разного цвета и прозрачности, собранных с помощью свинцовых соединений.
Витраж в Сен-Дени. Авторство оконных витражей приписывают аббату Суггерию. На витражах Сен-Дени изображены исторические и библейские сцены, они объединены единым сюжетом.
Готическое окно было призвано создавать особый духовный настрой при помощи витражей. Визажисты создавали эскиз на деревянных панелях, наносили основным контуры, по которым затем крепили куски стекла свинцовыми полосами. Широко применяли и гризайль – роспись по стеклу красками из окислов железа или меди, которые наносили на стекло и затем фиксировали на нем при помощи нагрева. Стекло при этом становилось менее прозрачным, хотя в массе окраску не меняло. Когда научились создавать сплав серебра, сурьмы, желтой охры, его стали наносить на стекло, обжигать и в результате получали желтое стекло. Благодаря этому открытию витражи пропускали больше света в помещение, но теряли насыщенность и яркость изображения. После окраски всех кусочков стекла, их обжигали в печи, затем выкладывали на деревянную панель с готовым эскизом, совмещали с прорисованными контурами и закрепляли свинцовыми полосками с профилем в виде буквы «Н». Свинцовые полоски спаивали друг с другом, создавая решетку с готовым изображением, которую вставляли в оконную раму, укрепляли арматурой.
Витраж окна-розетки Нотр-Дам де Пари.
Огромные по своим размерам готические окна, украшенные витражами, создавали эффект Божественного присутствия в храме, благодаря особой передаче света, преломляющегося через цветные стеклянные мозаики с религиозными сюжетами. Цветные световые потоки, льющиеся через огромные витражи, становились наглядной иллюстрацией философской религиозной мысли, выражавшейся известными духовниками времен средневековья. Красота и величие этих произведений искусства сохранилась и по сей день. Профессор, директор Дрезденской галереи, Карл Вёрман (1888-1933гг.) писал: «В течение всей своей истории искусство не произвело ничего, что могло бы выдержать, в отношении декоративной эффектности, сравнение с этими рядами расписных стекол». Большое значение имело качество и прозрачность стекла в готическом окне. В 11 веке немецкие мастера, а в 13 веке венецианцы, создали плоское стекло способом, известным еще древним римлянам, но долгое время не имевшем применения. Этот метод заключался в том, что с помощью стеклодувной трубки выдували пузырь в форме длинного цилиндра. Затем цилиндр нарезали раскаленным металлическим прутом, и каждую часть нагревали и выравнивали. Стекло получалось полупрозрачным. В 14 веке французами была создана технология листового стекла. Стекломассу расплавляли, из нее выдували полый сосуд, который в теплом виде выкладывали на вращающийся стол. Благодаря возникающей центробежной силе жидкое стекло расплющивалось и растекалось по столу. Получался плоский диск (до 1,5 м. в диаметре), который нарезали на куски нужных размеров. Для застекления соборов использовали центральные части стекольного диска, так как изготовленное таким способом стекло имели центральную часть более толстую, чем по краям. Новая техника позволила уменьшить количество свинцовых перемычек, так как можно было получать куски стекла довольно больших размеров. Готические элементы в своей совокупности дают визуальное ощущение величия, монументальности, и, в то же время, воздушности и легкости сооружений.
Готическая архитектура. Конструкция готического собора. Система нервюр, аркбутанов и контрфорсов.готические соборы
Время чтения: 23 минуты
Общая характеристика готической архитектуры
Своеобразный готический стиль в архитектуре складывался на севере современной Франции, в провинции Иль де Франс, а также на территории современной Бельгии и Швейцарии. Несколько позже — в Германии. Есть данные, что уже в начале XII в. мастера аббатства Сен-Дени близ Парижа под руководством аббата Сюжера начали разработку новой конструкции типично готической стрельчатой арки. Церковь монастыря Сен-Дени, созданная по проекту аббата Сугерия, считается первым готическим архитектурным сооружением. При её постройке были убраны многие опоры и внутренние стены, и церковь приобрела более грациозный облик по сравнению с романскими «крепостями бога». В качестве образца в большинстве случаев принимали капеллу Сент-Шапель в Париже.
Романские церкви гладью стен были четко изолированы от окружающего пространства. В готических соборах, напротив, дан образец сложного взаимодействия, взаимопроникновения внутреннего пространства и внешней природной среды. Этому способствуют огромные проемы окон, сквозная резьба башенных шатров, лес увенчанных пинаклями контрфорсов. Большое значение имели и резные каменные украшения: флероны-крестоцветы; каменные шипы, вырастающие, словно цветы и листья, на ветвях каменного леса контрфорсов, аркбутанов и шпилей башен.
Вслед за собором устремлялись вверх и городские постройки. На главной площади городов строились ратуши с обильным декором, нередко с башней (ратуша в Сен-Кантене, 1351—1509). Замки превращались в величественные дворцы с богатым внутренним убранством (комплекс папского дворца в Авиньоне), строились особняки («отели») богатых горожан.
Конструкция готического собора. Система нервюр, аркбутанов и контрфорсов.
Конструкция готического собора
В готическую эпоху изменилась организация строительного дела — строили городские ремесленники-миряне, организованные в цехи. Здесь технические навыки обычно передавались по наследству от отца к сыну. Однако между каменщиками и всеми другими ремесленниками существовали важные различия. Всякий ремесленник — оружейник, сапожник, ткач и т. д.— работал в своей мастерской, в определенном городе. Артели каменщиков работали там, где возводились большие постройки, куда их приглашали и где они были нужны. Они переезжали из города в город и даже из страны в страну; между строительными ассоциациями разных городов возникала общность, шел интенсивный обмен навыками и знаниями. Поэтому в готике уже нет того обилия резко различных местных школ, какое характерно для романского стиля. Искусство готики, особенно архитектура, отличается большим стилистическим единством. Однако существенные особенности и различия исторического развития каждой из европейских стран обусловливали значительное своеобразие в художественной культуре отдельных народов. Достаточно сравнить французский и английский соборы, чтобы почувствовать большую разницу между внешними формами и общим духом французской и английской готической архитектуры.
Сохранившиеся планы и рабочие чертежи грандиозных соборов средневековья (Кельнского, Венского, Страсбургского) таковы, что не только составлять их, но и пользоваться ими могли лишь хорошо подготовленные мастера. В XII-XIV вв. были созданы кадры архитекторов-профессионалов, подготовка которых стояла на очень высоком по тому времени теоретическом и практическом уровне.
Нейтрализовать боковой распор свода в боковых нефах не представляло трудностей, так как высота и ширина их были сравнительно невелики, а контрфорс можно было поставить непосредственно у наружного столба-устоя. Совершенно иначе приходилось решать проблему бокового распора сводов в среднем нефе. Готические зодчие применяли в таких случаях особую арку из клинчатых камней, так называемый аркбутан; одним концом эта арка, перекинутая через боковые нефы, упиралась в пазухи свода, а другим — на контрфорс. Место ее опоры на контрфорсе укреплялось башенкой, так называемым пинаклем. Пинакли — это завершенные остроконечными шпилями башенки, имеющие часто конструктивное значение. Они могли быть и просто декоративными элементами и уже в период зрелой готики активно участвуют в создании образа собора. Первоначально аркбутан примыкал к пазухам свода под прямым углом и воспринимал, следовательно, только боковой распор свода. Позднее аркбутан начали ставить под острым углом к пазухам свода, и он принимал, таким образом, на себя частично и вертикальное давление свода.
План Реймского собора.
Почти всегда сооружали два яруса аркбутанов. Первый, верхний ярус предназначался для поддержки крыш, становившихся со временем более крутыми, и, следовательно, более тяжелыми. Второй ярус аркбутанов также противодействовал давящему на крышу ветру.
Это нововведение позволило сильно облегчить конструкцию за счет перераспределения нагрузок, а стены превратились в простую легкую «оболочку», их толщина более не влияла на общую несущую способность здания, что позволило проделать много окон и стенная роспись, за неимением стен, уступила витражному искусству и скульптуре. Стрельчатые арки, которые по мере развития готической архитектуры становятся все более вытянутыми, заостренными, выражали главную идею готической архитектуры — идею устремленности храма ввысь.
Интерьер Реймского собора
В романских соборах и церквях обычно использовался цилиндрический свод, который опирался на массивные толстые стены, что неизбежно приводило к уменьшению объёма здания и создавало дополнительные трудности при строительстве, не говоря уже о том, что этим предопределялось небольшое количество окон и их скромный размер. C появлением крестового свода, системы колонн, аркбутанов и контрфорсов, соборы приобрели вид громадных ажурных фантастических сооружений. Возможный пролет свода определял ширину центрального нефа и, соответственно, вместимость собора, что было важным для того времени, когда собор являлся одним из главных центров городской жизни, наряду с ратушами.
Совершенствование технической стороны и постепенное расширение внутреннего пространства привело к тому, что в готическом храме практически исчезли стены, замененные огромными окнами, которые были заполнены светоносными панно витражей.